Für eine Leistungssteigerung von Brennstoffzellen ist es bekannt, deren stromerzeugende Mikroreaktoren parallel oder in Serie zu schalten. So wird in der WO 00/54358 der Aufbau von Brennstoffzellen-Modulen erläutert, bei denen jeweils eine Vielzahl von einzelnen Mikroreaktoren in einer Ebene in einem Rahmen angeordnet und in Reihe geschaltet sind. Hierbei stehen die als Kathoden ausgebildeten Oberflächen der einzelnen Elektroden unmittelbar in Berührung und sind an einer Stirnseite des Moduls die koaxial innen liegenden Anoden der einzelnen Mikroreaktoren miteinander verschaltet.

Einzelne derartige Module können wiederum in Reihe und/oder in Serie geschaltet werden.

Eine weitere, leistungssteigernde Anordnung von Bündeln von Mikroreaktoren, gleichfalls von einem koaxialen Aufbau, zeigt die WO 03/005466. Alternativ ist dort erläutert, die Mikroreaktoren durch solche mit einer gemeinsamen Außenelektrode zu ersetzen, womit der grundsätzlich koaxiale Aufbau erhalten bleibt.

Bedingt durch den koaxialen Aufbau dieser Mikroreaktoren wird regelmäßig axial endseitig eines solchen das aufgebaute elektrische Potential abgegriffen. Es bestimmt damit die Länge des Mikroreaktors auch die elektrische Leistungsfähigkeit.

Werden als Mikroreaktoren insbesondere se genannte tubuläre Verbünde verwendet, ist die mechanische Stabilität regelmäßig gering und ist von daher die Länge eines solchen Mikroreaktors begrenzt und entsprechend gering die Leistungsausbeute bzw. die Höhe der abgreifbaren Spannung.

Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, eine Brennstoffzelle z-ur Verfügung zu stellen, die eine hohe Leistungsausbeute gewährleistet bei konstruktiv einfachem Aufbau, verbunden-mit geringen Entstehungskosten.

Zur Lösung dieser Problematik wird bei einer Brennstoffzelle, versehen mit einer Vielzahl von von einer Brennstoffkomponente an und/oder durchströmten, jeweils eine Elektrode aufweisende Kapillaren, gemäß des Anspruchs 1 darauf abgestellt, dass die Kapillaren i n aneinandergrenzenden Segmenten in Bündeln jeweils innerhalb eines Reaktionsraums angeordnet sind, dass die Elektrode beiderends jeder Kapillare herausgeführt ist, dass die Elektroden der Kapillaren eines Segments beiderends auf im wesentlichen gleichen Potential liegend elektrisch verschaltet sind und dass wenigstens ein Wandabschnitt eines jeden Segments mit einer Gegenelektrode'versehen ist oder diese zumindest mit ausbildet.

Die Brennstoffzelle nach der Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Zunächst wird die Kapazität der Brennstoffzelle durch die Anzahl der Segmente bestimmt, die regelmäßig gleichartig ausgebildet, gleichsam in Serie herstellbar sind. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, dass der koaxiale Aufbau der bekannten Mikroreaktoren verlassen wird, womit nicht mehr die Länge der Kapillaren für das Spannungspotential zwischen erster und zweiter Elektrode maßgeblich ist. Vielmehr weist jede Kapillare lediglich eine

Elektrode auf, die an beiden Enden mit den entsprechenden Elektroden der übrigen Kapillaren eines Segments parallel verschaltet ist. Damit liegen am Ende der Kapillaren an den Elektroden im wesentlichen gleiche elektrische Potentiale gegen eine Gegenelektrode an, die an oder durch einen Wandabschnitt eines jeden Segments ausgebildet wird und die in ihrer Gestalt weitgehend freibleibend ist.

Die Segmente können beliebige Querschnitte aufweisen, beispielsweise rechteckige oder dreieckige. Bevorzugt sind die Segmente in einem Querschnitt als Kreissegmente ausgebildet, wodurch ein äußerst kompakter Aufbau insbesondere innerhalb eines zylindrischen Gehäuses gewährleistet ist.

Für eine Spannungserhöhung gegenüber der von einem Segment gelieferten Spannung kann vorgesehen sein, dass die Elektroden der Kapillaren eines Segments gegen die Gegenelektrode eines benachbarten Segments verschaltet sind, entsprechend einer Serienschaltung.

Für eine Leistungserhöhung kann alternativ vorgesehen sein, dass die Elektroden aller Kapillaren einer Brennstoffzelle jeweils endseitig zusammengeschaltet sind, entsprechend einer Parallelschaltung.

Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass die Verschaltung - parallel oder in Serie-durch einen Schalter vorgebbar ist, insbesondere einen elektronischen. Die Einsatzmöglichkeiten der Brennstoffzelle nach der Erfindung können durch diese Maßnahme deutlich erhöht werden.

In konstruktiver Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass jedes Segment für sich ausgebildete Wände aufweist, in einem Querschnitt ringförmig geschlossen umlaufend und die

Elektroden einfassend, und infolgedessen zwei beabstandete Trennwände zwischen zwei benachbarten Segmenten ausbildend.

Diese Wände, elektrisch leitend, können auch als Gegenelektrode herangezogen werden. Durch die Beabstandung ist weiter eine elektrische Isolation regelmäßig nicht von Nöten. Die Ausbildung zweier beabstandeter Trennwände zwischen zwei benachbarten Sektoren kann jedoch auch immer dann zweckmäßig sein, wenn gleichsam ein inaktiver Bereich eines Elektrolyten zwischen diesen Trennwänden geschaffen werden soll. Solche vorzugsweise elektrisch nichtleitende Trennwände weisen dann regelmäßig eine gesondert ausgebildete Gegenelektrode auf.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass benachbarte Segmente eine gemeinsame Trennwand aufweisen, die dann im Kern regelmäßig aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.

Von Vorteil ist weiter, dass Trennwände undicht ausgebildet sein können, bishin, dass Trennwände mit Durchbrechungen versehen sind, die insbesondere bei der Ausbildung von zwei Trennwänden miteinander korrespondieren, sich unmittelbar gegenüberliegen. Insbesondere sind aufwendige Dichtungsmaßnahmen bei gemeinsamen Trennwänden so auch vermieden und ist unter den Segmenten auch ein Austausch eines Elektrolyten oder dergleichen möglich.

Bei der Brennstoffzelle nach der Erfindung ist weiter bevorzugt, dass eine gemeinsame Trennwand zweier benachbarter Segmente beidseits eine Gegenelektrode aufweist, jeweils eine einem der Segmente zugeordnet. Jedes Segment von kreisringförmigen Querschnitt weist mithin zwei schräg gegenüberliegende Gegenelektroden auf.

In konstruktiver Ausgestaltung weist eine derartige Gegenelektrode ein Trägerblech auf, das mit einer gitterartigen Halterung für einen Katalysator belegt ist.

Solch eine gitterartige Halterung kann ein Streckmetall, ein Metallgitter, ein Metallgewebe oder ein vergleichbar poriges Material sein, an bzw. in dem ein Katalysator von kristalliner Struktur leicht Halt findet.

Dem vergleichbar weist auch die Kapillare bevorzugt eine gitterartige, mit einem Katalysator belegte Seele auf, die ringförmig von einer Membran umgeben ist. Jedoch sind vielfältige Varianten für die Kapillare möglich, wie sie beispielsweise auch in der WO 02/15318 beschrieben sind.

Insbesondere sind die Seele, das Trägerblech und/oder die gitterartige Halterung aus Titan.

Bei einer Ausführungsform der Brennstoffzelle ist vorgesehen, dass die Kapillaren endseitig offen und frei zugänglich von einem Gas durchströmt werden. D. h. dies, dass die Enden der Kapillaren an beiden Enden der Reaktionsräume der Segmente begrenzende Gehäusewände, Kopfplatten oder dergleichen durchsetzen und vor diesen offen verbleiben.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Brennstoffzelle ist dann vorgesehen, dass die Kapillaren von Luft durchströmt werden und dass einerends der Kapillaren durch ein Gehäuse ein Druckraum ausgebildet ist, in dem die Kapillaren offen enden, und der mittels eines Lüfters mit Umgebungsluft beaufschlagt ist. Zwar kann grundsätzlich ein Gas als Brennstoffkomponente unter einer hohen Druckbeaufschlagung durch die Kapillaren gepresst werden, jedoch steht eine solche druckbeauffschlagte Brennstoffkomponente nicht überall zur Verfügung. Im Hinblick auf einen möglichst freizügigen Einsatz und geringe Kosten

reicht bei der Brennstoffzelle nach der Erfindung in vorteilhafter Weise der geringe Druckunterschied, der durch den Lüfter aufgebaut wird, um Luft durch die Kapillaren zu leiten.

In weiterer Ausgestaltung der Brennstoffzelle ist vorgesehen, dass zwischen benachbarten Kanten oder Spitzen von Segmenten eine gemeinsame, geschlossen endende Versorgungsleitung für eine Brennstoffkomponente vorgesehen ist und dass die Versorgungsleitung in Reaktionsräumen der Segmente mit Durchbrechungen für einen Austritt der Brennstoffkomponente versehen ist. Auf Grund der Versorgungsleitung erfolgt eine zentrale Versorgung mehrerer bis hin zu allen Reaktionsräumen einer Brennstoffzelle mit einer Brennstoffkomponente, wobei die Versorgungsleitung zumindest teilweise einen solchen Reaktionsraum mit begrenzt, insbesondere die Kanten oder Spitzen derselben zumindest mit ausbildet.

Vergleichbar ausgebildet ist eine Abgasleitung, die in Reaktionsräumen der Segmente mit Durchbrechungen für einen Eintritt eines gasförmigen Verbrennungsrückstandes versehen ist und die außerhalb der Brennstoffzelle mündet.

Zweckmäßigerweise ist auch die Abgasleitung zentral ausgebildet und stellt sich insbesondere als Fortsetzung der Versorgungsleitung dar. Jedoch sind naturgemäß beide Leitungen gegeneinander abgeschlossen.

Um sicherzustellen, dass die Brennstoffkomponente auch in die Reaktionsräume eintritt, kann vorgesehen sein, dass an die Versorgungsleitung wenigstens eine Pumpe angeschlossen ist und dass die Pumpe in einem dem Druckraum gegenüberliegenden Pumpenraum eines Gehäuses angeordnet ist, mithin die Reaktionsräume zwischen Druckraum und Pumpenraum angeordnet sind. Der Druckaufbau durch die Pumpe innerhalb der Versorgungsleitung ist derart zu bemessen, dass der Eintritt

der Brennstoffkomponente in die Reaktionsräume sichergestellt wird. Diese Pumpe ist zweckmäßigerweise in einem dem Druckraum gegenüberliegenden Pumpenraum eines Gehäuses angeordnet, womit die Brennstoffzelle nach der Erfindung eine äußerst kompakte, längsorientierte Bauform aufweist.

Ist die durch die Versorgungsleitung in die Reaktionsräume eingebrachte Brennstoffkomponente ein Brennstoffgemisch, so können Einzelkomponenten des Brennstoffgemischs jeweils mittels einer regelbaren Pumpe in die Versorgungsleitung eingespeist werden, wobei eine Steuerungsvorrichtung die Anteile der Einzelkomponenten an dem Brennstoffgemsch optimal einstellend die Pumpen regelt. Hierbei ist insbesondere an ein Brennstoffgemisch von Wasser und Methanol gedacht und wird die Brennstoffzelle nach der Erfindung bevorzugt als Direktmethanolbrennstoffzelle betrieben.

Für das Konzept einer kostengünstig erstell-und betreibbaren Brennstoffzelle ist diese zweckmäßigerweise für einen Betrieb mit vertikal aufgehenden Kapillaren und mit einem oben liegenden Druckraum ausgebildet. In Folge dieser Maßnahme wird die Brennstoffzelle nach der Erfindung weitgehend als offenes System gestaltet und kann mithin auf viele druckdichte Anschlüsse verzichtet werden. Insbesondere wird es bei einem derartigen Betrieb durch die Schwerkraft auch ermöglicht, dass eine aus den Kapillaren austretende flüssige Phase, beispielsweise Kondenswasser oder dergleichen, ggfls. auch ein Verbrennungsprodukt, in einem unterseitigen Auffangraum aufgefangen und abgeführt werden oder kann, ggfls. nach einer Aufbereitung, auch dem Verbrennungsprozess erneut zugeführt werden kann.

In einer speziellen Ausführungsform als Direktmethanol- Brennstoffzelle sind die Reaktionsräume mit saurem Methanol gefüllt, wobei bevorzugt jedoch über dem Flüssigkei tsstand

des sauren Methanols ein Freiraum verbleibt, in dem sich ein gasförmiger Verbrennungsrückstand, bspw. C02, sammeln kann und der von dort über die Abgasleitung nach außen abgeführt wird. Entsprechend ist der Füllstand der Reaktionsräume mit Füllstandsgebern überwacht, so dass ein zu hoher und ein zu niedriger Füllstand sicher erkannt wird. Tritt solches ein, wird zweckmäßigerweise der Verbrennungsprozess in der Brennstoffzelle unterbunden.

In weiterer konstruktiver Ausgestaltung der Brennstoffzelle ist vorgesehen, dass die Segmente innerhalb eines zylindrischen Gehäuses angeordnet sind und das dass Gehäuse axial von von den Kapillaren durchsetzten Kopfplatten geschlossen ist. Insbesondere kann dabei daran gedacht sein, dass durch die Kopfplatten die Elektroden der Kapillaren auch elektrisch verschaltet werden. Zweckmäßigerweise kann weiter vorgesehen sein, dass die Kopfplatten die Anordnung der Trennwände der Sektoren aufgreifend gleichfalls mit Trennstäben versehen sind, zwischen denen eine die Kapillaren des darunterliegenden Sektors einfassende Füllung angeordnet ist. Ebenso kann die Füllung gesondert ausgebildete Wände der Sektoren halten, bspw. gegen die Trennstäbe, und sind die elektrischen Anschlüsse der Gegenelektroden aus den Sektoren heraus bevorzugt durch die Kopfplatten geführt und über denselben gleichfalls verschaltet.

Für ein Festlegen von Trennwänden zwischen zwei Sektoren werden bevorzugt die Kopfplatten auf ihren die Reaktionsräume axial abschließenden Seiten Nuten für die Aufnahme der Trennwände aufweisen. Ohne große konstruktive Maßnahmen sind so die Trennwände sicher gehalten. Weitergehende Abdichtungsmaßnahmen sind, wie eingangs erläutert, nicht von Nöten.

Um die elektrischen Anschlüsse der Gegenelektroden aus den Reaktionsräumen der Sektoren zu führen, kann weiter vorgesehen sein, dass eine Trennwand zwei vorstehende, beidseits mit einem Ansatz des Trägerblechs versehene Anschlussstücke aufweist, die beide das Gehäuse axial abschließende Kopfplatten durchsetzen.

In konstruktiver Ausgestaltung ist das Gehäuse mit Flanschen versehen für den Anschluss des Druckraum-Gehäuses und der entgegengesetzt angeordneten Räume. In einfacher Weise kann durch ein deckelartig ausgebildetes Druckraum-Gehäuse der Druckraum von der Umgebung abgeschlossen werden.

Entgegengesetzt angeordnet können, bei geeigneter Gestaltung der Flanschanschlüsse, weitere Räume in der benötigten Anzahl und ggfls. auch weitere Brennstoffzellen nach der Erfindung noch angeschlossen werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, in der lediglich schematisch Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 : eine erste Ansicht von Sektoren, Fig. 2 : einen Schnitt gemäß der Linie II, II in Fig. 1, Fig. 3 : eine Ansicht gemäß des Pfeils III in Fig. 1, Fig. 4 : eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes IV in Fig. 3, Fig. 5 : eine Explosionszeichnung der Anordnung der Segmente nach Fig. 1, Fig. 6 : eine isometrische Darstellung der Segmente,

Fig. 7 : eine erste Außenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzelle nach der Erfindung, Fig. 8 : eine Ansicht gemäß des Pfeils VIII in Fig. 7, Fig. 9 : einen Schnitt gemäß der Linie IX, IX in Fig. 8, Fig. 10 : einen Schnitt gemäß der Linie X, X in Fig. 7, Fig. 11 : eine vereinfachte isometrische Darstellung der Halterung von Kapillaren, Fig. 12 : eine gemeinsame Trennwand von zwei Sektoren, Fig. 13 : eine isometrische Darstellung eines Sektoren aufnehmenden Gehäuses mit Blick auf eine Kopfplatte, Fig. 14 : einen Horizontalschnitt durch die Sektoren eines weiteren Ausführungsbeispiels Fig. 15 einen weiteren Horizontalschnitt durch einen Druckraum des letzten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt ein zylindrisches Gehäuse 1, in dem sechs gleichartig aneinander grenzende Segmente 2-7 mit einer Vielzahl von von einer Brennstoffkomponente an--und/oder durchströmten Kapillaren 8 vorgesehen sind, jeweils in Bündeln angeordnet, vergleiche Fig. 3.

Die Kapillaren 8 weisen radial innenliegend ein hier kleeblattförmiges Profil 9 auf, das von einer gitterartigen Struktur als Elektrode 10 umhüllt ist, die ihrerseits radial außenliegend mit einem Katalysator 11 versehen ist. Eine

Membran 12 schließt den Aufbau einer Kapillare 8 radial außen liegend ab. Da das Profil 9 aus einem die Kapillare 8 stützenden und elektrisch leitenden Material ist, insbesondere aus einem Metall wie vorzugsweise Titan, kann das elektrische Potential an der gitterartigen Struktur wie auch an dem Profil 9 selbst als beiderends herausgeführte Elektrode 10 abgegriffen werden.

Die Elektroden 10 bzw. hier auch die Profile 9 eines jeden Segments 2 bis 7 sind beiderends, im wesentlichen auch auf gleichem elektrischen Potential liegend, elektrisch parallel verschaltet, beispielsweise dargestellt in Fig. 3 bei den Segmenten 3, 5 und 7.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist jedes Segment 2 bis 7 für sich ausgebildete Wände 13 bis 18 auf, ringförmig in der Ansicht gem. Fig. 3 um die Kapillaren 8 eines jeden Segments 2-7 umlaufend, so dass zwei beabstandete Trennwände 19,20 beispielsweise zwischen den Segmenten 5 und 6 ausgebildet werden, vgl. auch Fig. 6.

Die elektrisch leitenden Wände 13 bis 18 selbst bilden die Gegenelektroden aus und zeigen die Segmente 3,5, 7 in Fig. 3 eine Verschaltung der parallel geschalteten Elektroden 10 der Kapillaren 8 der Segmente 3,5, 7 gegen Anschlußstege der als Gegenelektroden ausgebildeten Wände 13,15, 17 der jeweils benachbarten Segmente 2,4 und 6.

Das Gehäuse 1 ist axial beiderends von Kopfplatten 21,22 geschlossen, die von den Kapillaren 8 durchsetzt werden und die offen und frei enden. Die Kopfplatten 21,22, gleichartig ausgebildet, greifen die Anordnung der Trennwände 19,20 zwischen benachbarten Segmenten 5,6 auf und sind gleichfalls mit speichenartigen Trennstegen 23,24 versehen. Zwischen den Trennstegen 23,24 und einem äußeren Ring der Kopfplatte 21

eingefasst, durchsetzt passgenau die Wand 16 die Kopfplatte 21. Axial abgeschlossen wird ein darunterliegender Reaktionsraum durch eine die Kapillaren 8 einfassende und haltende Füllung 25.

Von den Kopfplatten 21,22 sind die Wände 13-18 der Segmente 2-7 von der Innenwand 96 des Gehäuses 1 beabstandet gehalten.

Darüber hinaus sind die beiden zwischen den einzelnen Segmenten 2 bis 7 ausgebildeten Trennwände 26,27, wie auch die übrigen, vergleiche Fig. 5, mit vorzugsweise gegenüberliegenden Durchbrechungen 28,29 versehen, so dass ein Strömungsaustausch eines Elektrolyten innerhalb des Gehäuses 1 und der Segmente 2-7 weitgehend möglich ist.

Anhand der Figuren 7 bis 13 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel weiter erläutert, das hier bspw. als Direktmethanol-Brennstoffzelle ausgelegt ist.

Die Brennstoffzelle 30 gemäß Fig. 7 ist von im wesentlichen zylindrischer Gestalt. Die Reaktion erfolgt innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 31, vergleiche auch Fig. 13, das endseitig mit Flanschen 32,33 für weitere Anbauteile versehen ist.

Bei der Brennstoffzelle 30 sind wieder eine Vielzahl von Kapillaren 34 in sechs Segmenten 35 bis 40 gebündelt, vgl.

Fig. 11. Die gleichartig ausgebildeten Kapillaren 34 weisen eine gewendelte Seele als Elektrode 41 auf, bevorzugt wird jedoch eine rohrartige, deren Mantel gitterartig ausgebildet und mit einem Katalysator belegt ist und die aus einem Titanstreckmetall oder einem Titangewebe bevorzugt besteht.

Letztlich ist die Elektrode ringförmig von einer Membran 42 umgeben ist. Bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Direktmetanolbrennstoffzelle stellt diese Elektrode eine Kathode dar.

Die Seelen der Kapillaren 34 sind als Elektroden 41 beiderends bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen auf gleichem Potential liegend elektrisch parallel geschaltet.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Elektroden 41 eines Segments 35-40 beiderends parallel geschaltet sind und jeweils gegen die gleichen Gegenelektroden, bei der hier beschriebenen Betriebsart die Anoden, benachbarter Segmente.

Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, für das Verschalten einen Schalter vorzusehen, insbesondere einen elektrischen/elektronischen, womit die Spannung oder die Leistungsfähigkeit durch ein Hintereinander-bzw. durch ein Parallelschalten frei variiert werden kann.

Die Segmente 35 bis 40 sind durch jeweils gemeinsame Trennwände 43,44, vergleiche Fig. 9, speichenartig voneinander getrennt, wobei Dichtungsmaßnahmen nicht von Nöten sind.

Die in Fig. 12 dargestellte Trennwand 45 ist beiderseits mit gleichartig ausgebildeten Gegenelektroden 46,47 auf einem elektrisch nicht leitenden Kern 58 versehen. Die Gegenelektrode 46 weist auf einem Trägerblech 48 eine gitterartigen Halterung 49 für einen Katalysator auf, die insbesondere aus einem Streckmetall oder einem Gewebe aus Titan besteht.

In Folge dessen wird jedes Bündel von Kapillaren 34 eines Segments 35-40 von zwei schräg gegenüberliegenden Gegenelektroden jeweils eingefasst.

Für einen elektrischen Anschluß der Gegenelektroden 46,47 weisen die Trennwände 45 gegenüberliegende, axial vorstehende

und beidseits mit einem Ansatz 50,51 des Trägerblechs 48 versehene Anschlussstücke 52,53 auf. Die Trennwände 45 sind, gemeinsam mit den Kapillaren 34, in Kopfplatten 54,55 gehalten und durchsetzen diese. Für ein Halten der Trennwände 45 sind darüber hinaus die Kopfplatten 54,55 speichenartig mit Nuten 56,57 versehen. Durch rechteckige Durchbrechungen 59 werden die Anschlussstücke 53 der Elektroden 46,47 herausgeführt, vgl. Fig. 11.

Die Schnitte gemäß den Figuren 9 und 10 zeigen, dass auch die Kapillaren 34 die Kopfplatten 54,55 durchsetzen und diesen offen vorstehen. Mittels als Platinen ausgebildeten Kopfstücken 93,94 erfolgt die Verschaltung der Elektroden 41 und/oder der Anschlussstücke der Gegenelektroden, vgl. die Anschlussstücke 86-89 der Trennwänden 43,44 gemäß des Schnitts in Fig. 9.

Die endseitig offen Kapillaren 34 können von einem Gas durchströmt werden, hier von Luft. Um ein sicheres Durchströmen zu gewährleisten, ist am oberen Ende der Kapillaren ein Druckraum 60 ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel sorgt ein Lüfter 61 unter einer Durchbrechung 80 des Druckraum-Gehäuses 81 für einen, wenn auch geringen, Überdruck in dem Druckraum 60 gegenüber dem Umgebungsdruck. Dieser ist jedoch völlig ausreichend, dass die Kapillaren 34 von Luft durchströmt werden, die danach in einem Raum 62 austritt und über Durchbrechungen 63 eines Gehäuses 64 in die Umgebung entweicht. Das Druckraum-Gehäuse 81 ist hutartig ausgebildet und gegen den oberen Flansch 32 des Gehäuses 31 festgelegt, wobei übliche Dichtungsmaßnahmen in Form eines O-Rings 95 noch vorgesehen sein können.

Der Raum 62 kann weiter als Auffangraum für eine aus den Kapillaren 34 austretende flüssige Phase 65 dienen, bspw. hier Kondenswasser, aber auch für ein mögliches

Verbrennungsprodukt bei einer anders konfigurierten Brennstoffzelle. Ggfls. kann hierzu unterhalb des Raums 62 ein zusätzlicher Sammelraum auch vorgesehen sein. Das Kondenswasser kann entsorgt oder alternativ, ggfls. nach einer Aufbereitung, als Brennstoffkomponente in den Verbrennungskreislauf wieder eingeschleust werden.

Bei der Brennstoffzelle 30 wird nämlich ein Brennstoffgemisch, bestehend aus Wasser und Methanol, verwendet. Dieses Brennstoffgemisch wird über eine gemeinsame, geschlossen endende Versorgungsleitung 66 Reaktionsräumen 68,69 der Segmente zugeführt, wozu die Versorgungsleitung 66 mit Durchbrechungen 67 versehen ist und die Spitzen der Segmente mit ausbildet. Die Reaktionsräume 68,69 sind mit saurem Methanol 70,71 als Elektrolyt gefüllt.

Damit nun das Brennstoffgemisch sicher in die Reaktionsräume 68,69 gelangt, sind für jede Brennstoffkomponente, Wasser und Methanol, jeweils eine Pumpe 72,73 in einem Pumpenraum 75 vorgesehen. Während Methanol von außen über einen Anschlussstutzen 74 in das System gelangt, kann die flüssige Phase 65, wenn Wasser, insbesondere jedoch Wasser aus einem gesondert ausgebildeten Tank, bspw. in einem Raum 76, dem Verbrennungsprozess zugeführt werden.

Der Pumpenraum 75 ist gegenüberliegend dem Druckraum 60 angeordnet, womit diese beiden Räume 75,60 das Gehäuse 31 mit den darin befindlichen Reaktionsräumen zwischen sich einfassen.

Eine in einem weiteren Raum 77 vorgesehene, weiter nicht dargestellte Steuervorrichtung kann die Anteile der Einzelkomponenten, hier von Wasser und Methanol, des Brennstoffgemisch optimal durch Regeln der Pumpen 72,73 einstellen.

Die Räume 62,75, 76 und 77 sind schachtelartig ineinander gesetzt und mittels einer Endplatte 78 und hier vier Schrauben 79 gegen den unteren Flansch 33 des Gehäuses 31 verspannt. Weitere Räume oder auch Lüfter für eine Kühlung der Elektronik der Steuerung sind aufgrund des Bauprinzips anschließbar. Ggfls. kann auch eine weitere Brennstoffzelle angeschlossen werden, wobei jedoch dann für einen ausreichenden Abstand zu sorgen ist, damit Luft durch die Durchbrechung 79 in dem Druckraum-Gehäuse 81 in den Druckraum 60 eintreten kann.

Die Brennstoffzelle 30 ist für einen Betrieb mit ausschließlich vertikal aufgehenden Kapillaren und einem oben liegenden Druckraum 60 ausgebildet. Da das saure Methanol 70,71 die Reaktionsräume 68,69 nicht bis zur Kopfplatte 54 auffüllt, verbleibt über dem sauren Methanol 70,71 jeweils ein Freiraum 82,83. In diesen Freiräumen 82,83 sammeln sich gasförmige Reaktionsprodukte, hier in Form von COs, die über eine mit Durchbrechungen 85 versehene Abgasleitung 84 ins Freie entlassen werden.

Wie die Schnitte gemäß den Figuren 9 und 10 weiter zeigen, setzt die Abgasleitung 84 die Versorgungsleitung 66 zentral zwischen den benachbarten Spitzen der Segmente fort und bilden die Wände der Versorgungsleitung 66 sowie der Abgasleitung 84 eine Berandung der Reaktionsräume 67,68 mit aus. Jedoch ist auch zwischen den gemeinsamen Trennwänden 43, 44 und der Versorgungsleitung 66 bzw. Abgasleitung 84 keine besonderen Abdichtungsmaßnahme von Nöten.

Für einen sicheren Betrieb der Betrennstoffzelle 30 sind weiter Füllstandsgeber 90 bis 93 vorgesehen, die die Füllhöhe des Methanols 70,71 in den Reaktionsräumen 68,69 überwachen.

Da die Trennwände 43, 44"undicht"eingesetzt sind, reicht die Überwachung der Füllstandshöhe eines einzigen Reaktionsraumes

68. Es ist damit gewährleistet, dass die Freiräume 83,84 über dem sauren Methanol 70,71 vorhanden sind bzw. das eine ausreichende Füllstandshöhe gegeben ist. Wird die eine oder andere Grenze überschritten, wird der Verbrennungsprozess der Brennstoffzelle ausgesetzt.

Der Horizontalschnitt gem. Fig. 14 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzelle nach der Erfindung zeigt wieder sechs Sektoren 100-105 mit jeweils Bündeln von Kapillaren 106. Im Unterschied zu dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Sektoren 100-105 durch jeweils zwei Trennwände voneinander getrennt, bspw. die Sektoren 100 und 101 durch die zwei parallelen Trennwände 107,108. Zwischen den Paaren von Trennwänden 107,108 verbleibt ein mit einem Elektrolyten verfüllter Freiraum 109.

Dieser Freiraum 109 ist über gegenüberliegende Durchbrechungen 110,111 in den Trennwänden 107,108 zugänglich, womit die Reaktionsräume 112,113 der beiden Sektoren 100,101 auch in Verbindung stehen.

Jede Trennwand 107,108 ist mit einer Gegenelektrode der eingangs erläuterten Art versehen. Kapillaren 206 und Anschlussstücke 114 der Trennwände 107,108 sind endseitig Kopfplatten 115 durchsetzend und frei endend in disen gehalten, wie der Schnitt durch ein Druckraum-Gehäuse 116 gem. Fig. 15 zeigt.